垃圾渗滤液处理工艺现状浅析垃圾渗滤液处理工艺流程.docx

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垃圾渗滤液处理工艺现状浅析垃圾渗滤液处理工艺流程

【垃圾渗滤液处理工艺现状浅析】垃圾渗滤液处理工艺流程

摘要:

随着城市的飞速发展,城市生活垃圾对环境的危害越来越大。

为此,各国都极为关注城市生活垃圾收集与处理问题,相继制定并实施了一系列法规与政策,我国也不例外。

城市生活垃圾的处理方法很多，国内外用得最多的是卫生填埋、堆肥、焚烧这3种。

这几种处理方法虽然经过上百年的发展，但总的来说均不够完善，存在许多亟待解决的技术难题。

本文分析了垃圾渗滤的水质特点，归纳了目前采用较多的渗滤液处理技术，并对国内一些工程实例进行了比较，探讨了存在的问题，并提出可能的解决途径。

　　关键词：

垃圾填埋;垃圾渗滤液;处理技术;　　Abstract:

Withtherapiddevelopmentofcity,theliferubbishhasmoreandmoreseriousharmtotheenvironment.Therefore,allcountriessuccessivelyformulatedandimplementedaseriesofregulationsandpoliciestopaymoreattentiontocitylifegarbagecollectionandprocessingproblems,andChinaisnoexcepted.Therehaslotsofdisposalmethodsofcitylifegarbage,andsanitarylandfill,composting,incinerationarethethreemostwidelyusedabroad.Thesekindsofprocessingmethodsarenotperfectandwithmanyurgentlytobesolvedproblemsevenafterhundredsofyears’sdevelopment.Thispaperanalyzesthewaterqualitycharacteristicsoflandfillleachate,summesupthecurrentleachatedisposaltechnologiesusedmorewidely,andmakesacomparisonaboutanumberofdomesticprojectexamplestodiscusstheexistingproblemsandputforwardpossiblesolutions.　　Keywords:

landfill;leachate;disposaltechnologies;　　中图分类号：

R124文献标识码：

A文章编号：

2095-2104（20__）　　　　　　　　1前言　　目前，我国垃圾城市垃圾处理量只占总垃圾量的5％，其中70％是通过简易填埋法处理的，10％进行了简易堆肥，资源化数量更少，分类回收几乎为零。

受技术水平和管理手段的限制，这些垃圾处理方式的弊端十分明显，不仅对土壤、地下水、大气等造成了现实的污染和潜在的危害，而且造成巨大的资源浪费。

国内外对垃圾的处理主要有焚烧、填埋、堆肥以及综合利用等方式。

其中，垃圾卫生填埋以其相对费用较低、技术比较成熟成为我国现阶段采用较广泛的方式。

垃圾填埋过程中产生的大量渗滤液，是世界上公认的污染威胁大、性质复杂、难于处理的高浓度废水，从填埋场的运行到封场后管理，都需要对渗滤液的产生进行有效控制，对排出的渗滤液进行妥善处理。

　　2渗滤液的来源、组成及特点　　2.1渗滤液的来源　　垃圾渗滤液是指垃圾在填埋和堆放过程中，由于垃圾中有机物质分解产生的水和垃圾中的游离水、降水以及入渗的地下通过淋溶作用形成的污水。

垃圾渗滤液是一种成分复杂的高浓度有机废水，水质和水量在现场多方面的因素影响下波动很大。

垃圾渗滤液的来源也很广泛，主要有直接降水、地表径流、地表灌溉、地下水、废物中的水分、覆盖材料中的水分和有机物分解生产水。

　　2.2渗滤液的组成　　渗滤液的成分很复杂，主要成分有四大类：

一是常见的元素和离子，如Cd、Mg、Fe、Na、NH3、CO3等；二是微量元素，如Mn、Cr、Ni、Pb等；三是有机物，常以COD（化学需氧量）、TOC（总有机碳）来计量；四是微生物。

　　2.3渗滤液的特点　　当填埋场垃圾的湿度超过其持水能力后便会产生渗滤液。

在渗滤液渗出的同时，垃圾堆体内悬浮的或溶解的有机污染物和重金属等无机污染物就会随之溶出，因此，垃圾渗滤液是一种有机污染负荷较高、水质极为复杂的废水。

　　垃圾渗滤液水质的变化受垃圾组成、垃圾含水率、垃圾体内温度、垃圾填埋时间、填埋规律、填埋工艺、降雨渗透量等因素的影响，尤其是降雨量和填埋时间的影响，随着填埋时间和降雨量的增加，渗滤液的浓度会逐渐下降。

由于上述影响因素随机性很大，所以渗滤液的化学组成也变化很大[1]。

　　还应注意的一个问题是早期渗滤液中，易生物降解的挥发性脂肪酸含量较高，填埋龄超过3年―5年的晚期渗滤液中，BOD/COD比值较低，可生化生下降，此时处理的主要目标是氨氮的去除。

　　3渗滤液的处理技术　　对垃圾填埋场已经产生的渗滤液，目前，国内外发达国家和一部分发展中国家的处理方法主要包括物理化学法、生物法、垃圾渗滤液回灌法等。

　　物理化学法主要有活性炭吸附、化学沉淀、密度分离、化学氧化、化学还原、离子交换、膜渗析、气提及湿式氧化法等多种方法，在COD为2000～4000mg/L时，物化法的COD去除率可以达到50%～80%。

与生物处理相比，物化处理不受水质水量变动的影响，出水水质比较稳定，尤其是对BOD5/COD比值较低（0.07-0.20）难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果。

但生物法处理成本较高，不适于大水量垃圾渗滤液的处理，因此目前垃圾渗滤液主要是采用生物法。

　　生物法分为好氧生物处理、厌氧生物处理以及二者的结合。

好氧处理包括活性污泥法、曝气氧化池、好氧稳定池、生物转盘和滴滤池等。

厌氧处理包括上向流污泥床、厌氧固定化生物反应器、混合反应器及厌氧稳定塘。

　　3.1物理化学法　　物理化学法是指通过物理化学的方法去除渗滤液中的COD、SS、色度、重金属等。

相对于生物法，物理化学法不受渗滤液中水质水量的影响，抗冲击负荷能力较强，出水水质比较稳定，尤其在废水可生化性较差的时候有比较好的处理效果；但是基成本较高，不适宜处理大量废水。

　　近年来，用于渗滤液处理的物化法主要有化学沉淀法、吸附法、化学氧化法、反渗透法等。

物理化学法的运用主要用作预处理或与其他方法联合使用。

刘东等[2]用曝气一絮凝法处理武汉市流芳垃圾场的渗滤液，其色度、COD、总磷的去除率均可达80%以上，氨、氮的支除率达60%以上。

方土等[3]用回流式两级SBR活性炭吸附―混凝工艺处理高氨氮、低碳氮比的垃圾渗滤液，粉末活性炭和铝盐投加量分别为1‰（W/V）和0.4‰（W/V），吸附时间为100min，总的水力停留时间为82h，COD的去除率可以稳定在90%以上，氨氮去除率右以达到95%以上。

化学氧化法利用强氧化剂分解渗滤液中难降解的有机物，从而提高废水的可生化降解性，其中高级氧化法是近年来国际研究的热点。

张晖等[4]在用Fenton法处理垃圾渗滤液时发现，在双氧水的总投加量为0.1mol/L时，COD的除去率可达67.5%。

　　3.2生物法　　垃圾渗滤液具有不同于一般城市污水的特点：

BOD5和COD浓度高、金属含量较高、水质水量变化大、氨氮的含量较高、微生物营养元素比例失调等。

在渗滤液的处理方法中，将渗滤液与城市污水合并处理有一定的具体困难，往往不得不自己单独处理。

国外在处理城市垃圾卫生填埋场渗滤液技术应用上，都根据各自的不同情况采取不同的处理方法，常用的方法分述如下；　　3.2.1活性污泥法　　它分为鼓风曝气�将压缩空气不断地打入到渗滤液中、保证其有一定的溶解氧，以维持微生物的活动，分解有机物�、�利用装在曝气池内的机械叶轮转到，剧烈搅拌渗滤液，使空气中氧溶于水中，供微生物活动�、纯氧曝气�按鼓风曝气方法向渗滤液中吹入纯氧，以充分提高充氧效率�。

　　从填埋运用曝气法处理垃圾渗滤液的运转情况看，无论是BOD5和COD，还是氨氮的去除都取得了良好的效果。

这些方法有效地降低BOD5、COD和氨氮，还可以去除另一些重金属污染物质。

传统活性污泥法是世界各国采用最为广泛的二级生物处理流程，但是由于垃圾渗滤液的有机负荷非常高，传统活性污泥法的一些改良工艺在渗滤液处理领域得到了广泛的应用。

例如SBR法、CASS法和氧化沟法。

李亚峰等[5]用混凝+SBG法处理沈阳市赵家沟垃圾场的渗滤液，研究结果表明，采用聚合氯化铝铁混凝+SBG生化处理工艺，能够使垃圾渗滤液的CODCr值从5000mg/L―14000mg/L降低到200mg/L以下。

作为SBR法的改进工艺，CASS工艺通过瓜器前设置预瓜区以及减少排水量等方法，大大提高了抗冲击2负荷的能力。

　　3.2.2生物膜法　　生物膜法有放它的一些改良工艺有效地解决了活性污泥的膨胀问题，而且生物膜上的生物种类多、世代时间长，搞冲击负荷能力强，使得生物膜法的处理效果比较好。

与活性污泥法相比，生物膜法具有抗水量、水质冲击负荷的优点，而且生物膜上能生长世代时间较长的微生物，如硝化菌之类。

可以分为生物滤池�使渗滤液流经生长在滤料表面上的生物膜，通过各相间的物质交换及生物氧化作用，使渗滤液中的有机物得到降解，达到净化的目的�、生物转盘�由固定在一横轴上的若干间距很近的圆盘组成，由盘面上生长的生物膜净化渗滤液�、生物接触氧化�使带微生物栖附的填料全部浸在渗滤液中，并采用机械设备向渗滤液中充氧，使渗滤液中的有机物被微生物氧化分解，从而达到净化�。

　　生物转盘采用厌氧、好氧的方式，以便进行高浓度的脱氨处理。

在整个工艺流程中，主要去除对象是BOD、COD、SS、TN、TP和重金属等。

事实上，近年来日本多采用生物转盘方式作为渗滤液的生物处理设施，因为这种方式对水量及水质的变化适应性好，运转管理容易，运转成本低，其电力费用仅占一般曝气方法的1�2～1�3。

　　3.2.3曝气稳定塘　　曝气稳定塘是利用水中的微生物、藻类、水生植物等对渗滤液进行好氧或厌氧生物处理的天然或人工池塘。

与活性污泥相比，曝气稳定塘体积大，有机负荷低，尽管降解速度较慢，但由于其工程简单，在土地不贵的地区，是最省钱的垃圾渗滤液好氧生物处理方法。

　　3.2.4厌氧生物处理法　　厌氧生物处理法是利用厌氧微生物分解渗滤液中的有机物达到净化目的，同时产生甲烷、二氧化碳等气体。

分为厌氧-好氧生物氧化工艺、厌氧-氧化沟-兼性塘工艺、厌氧-气浮-好氧工艺、UASB-氧化沟-稳定塘。

　　与好氧生物法相比，厌氧生物法有能耗少、运行费用低、剩余污泥产生量少、能处理一些难处理的高分子有机物等优点，但由于厌氧菌对温度和pH值的要求较高，使得实际工程中厌氧生物法的效果不理想。

有实验表明当温度在35℃左右，pH值控制在7左右时，厌氧法的处理效果最佳。

近年来采用的厌氧生物处理方法有：

厌氧接触法、厌氧生物滤池、上流式污泥床反应器等。

　　但是，厌氧处理出水中COD浓度和氨氮浓度仍比较高，溶解氧很低，不宜直接排放到河流或湖泊中，一般需要进行后续的好氧处理。

此外，当渗滤液pH在7以下时，产甲烷菌将会受到抑制甚至死亡，不利于厌氧处理，而好氧处理对pH的要求就没有这么严格。

再者，厌氧处理受温度影响大，最适宜温度是35℃，低于这个温度时，处理效率迅速降低。

比较而言，好氧处理对温度要求不高，在冬季时即使不控制水温，仍能达到较好的出水水质。

因此，对COD为5000mg／L以上的高浓度垃圾渗滤液，建议采用厌氧方法进行处理，对COD浓度在5000mg／L以下的垃圾渗滤液则建议采用好氧生物处理法。

　　上流式污泥床反应器（UASB）近年来在实际工程中使用的频率非常高。

优点在于工艺结构紧凑处理能力强、效果好和投资少，同时由于不适于处理高悬浮固体浓度的废水，所以常与其他处理工艺结合使用。

国内的广州新丰垃圾填埋场渗滤液处理和三峡工程施工区生活垃圾填埋场等的厌氧处理部分都采用UASB工艺。

　　3.2.5土地处理法　　土地处理是利用土壤自身能力进行处理的方法。

渗滤液流经土壤时，经过土壤的吸附、离子交换，沉淀、螯合等作用，渗滤液中的悬浮固体被除去；土壤中的微生物对溶解性的有机物进行吸收利用，并将有机氨氮转化为氨氮；植物利用渗滤液中的C，N，P等各种营养物质生长并通过蒸发作用减少渗滤液的量。

土地处理包括慢速渗透系统、快速渗透系统、表面温流、湿地系统、地下渗滤土地处理系统。

目前应用于渗滤液处理的主要有人工湿地和回灌法两种。

其中回灌法较适于在气候干燥、降雨量少、垃圾含水量低的地区适用。

但土地法也存在存在使用不当对当地环境造成二次污染的隐患。

　　垃圾填埋渗滤液的处理方法很多，而且垃圾渗滤液成分极其复杂，用一种方法处理很难达标，一般实际工程中常采用多种不同类型工艺联合使用才能使出水水质达到国家排放标准。

　　3.3垃圾渗滤液回罐法　　目前，关于垃圾渗滤液回罐法在国外还没有大规模的应用，都只是处于小规模的尝试阶段，还没有得出一个比较科学的结论。

有观点认为虽然渗滤液的回流会降低BOD和COD的浓度，但渗滤液中重金属和氯化物的浓度会增加。

实践表明，由于废物的蒸发和废物的吸收作用，回罐会减少渗滤液的数量，但研究人员的报告报道，出现了诸如会降低覆盖层的渗透性能、渗滤液的滞水作用以及臭气等问题，城市废弃物渗滤液的回罐在起始阶段可能是成功的，但在长期的运转中会有什么严重的后果还尚未可知。

　　4我国垃圾渗滤液处理现状　　20世纪80年代末起步的我国垃圾填埋处理较国外晚了许多，渗滤液的处理也历经了几个不同时期。

早期的渗滤液处理工艺考虑到渗滤液的特殊水质，主要采用好氧生物法为主。

处理效果不是很好。

这个时期以北京阿苏卫垃圾填埋场院为典型代表。

90年代中后期的处理工艺，以深圳下坪垃圾填埋场为典型代表，开始针对渗滤液的特殊水质采用脱氮、厌氧、好氧相结合的处理工艺，运行效果良好。

　　21世纪后，对排放标准的提升仅靠生物法已达有到要求，所以生物法与深度处理的物化法相结合的工艺出现在各个填埋场，处理效果提升的同时带来的问题是成本的上升。

　　5结论　　由于其特殊的水质，垃圾渗滤液的处理工艺比较复杂，通过多种工艺的联合使用才能达到拜谢标准。

与国外的渗滤液处理工艺相比，我国的处理方式过分追求单独处理，导致垃圾填埋场投资过大，而且由于一些因素的干扰，使得处理效果不佳。

在现阶段我国可以提倡适应处理后与市政管网合并处理。

在北方降雨量少垃圾含水率较低的填埋场，采用回灌措施是较为经济、有效的方法。

虽然采用回灌法对于防渗膜要求非常高，初期投资较大但是从长远来看比单独处理经济。

各个地区要根据实际情况采用堆肥、焚烧、卫生填埋相结合的处理方式，从源头上减少渗滤液的产生。

　　参考文献　　　　[1]卢成洪、徐迪民：

《回灌法处理城市垃圾渗滤液》载《上海环境科学》,1997,16

（1）:

46～48　　[2]刘东、江丁西：

《暴气―絮凝处理垃圾渗滤液的实验研究》载《环境卫生工程》,2000,（6）18～20.　　[3]方士、卢航、蓝雪春：

《两级SBR-PAC吸附混凝法处理垃圾渗滤液的研究》载《浙江大学学报》,20__,28（4）:

37～39.　　[4]张晖：

《HuangCP.Fenton法处理垃圾渗滤液》载《中国给水排水》,20__,17（3）:

14～16.　　[5]李亚峰：

《混凝+SBR工艺处理垃圾渗滤液的研究》载《工业用水与废水》,20__,33

（2）:

23～25.